SU1121695A1 - Устройство обучени операторов систем управлени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ОБУЧЕНИЯ ОПЕРА- . ТОРОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок регистрации и контрол , блок моделировани  объекта тренажа, первый и второй входы которого соединены , с первым и вторым выходами имитатора сигналов воздействи , первым входом соединенного с первым выходом программного блока, вторым выходом св занного с первым входом блока сравнени , вторым входом соединенного с выходом Формировател ,первый вход которого св зан с первым входом индикатора,вторым входом св занного с первым выходом блока моделировани  объекта тренажа и с первым входом вычислительного блока, вторым входом подключенного к выходу блока ручного управлени , первый вход которого соединен с третьим входом блока моделировани  объекта тренажа, второй выход блока ручного управлени  соединен со вторым входом формировател , а узел эталонных импульсных переходных функций соединен с первым входом /зла сравнени , отличающеевСПГОЮЗйДЯ JUHO 3 с   тем, что, с целью повышени  эффективности тренажа, оно имеет дополнительный блок моделировани  объекта тренажа, узел управлени  параметрами состо ни  объекта тренажа, модул тор, дополнительный вычислительный блок и коммутатор, первым входом соединенный с выходом вычислительного блока,выход коммутатора соединен.со вторым входом узла сравнени  , выходом св занного с первым входом блока регистрации и контрол , вторым входом св занного с выходом блока сравнени , при этом третий выход программного блока соединен со вторым входом коммутатора, третьим входом св занного с выходом дополни«м тельного вычислительного блока, пер вым входом соединенного с выходом до полнительного блока моделировани  объекта тренажа, первым входом соединенного со вторым выходом имитатора сигнала воздействи , вторым входом св занного с четвертым выходом программного блока, первый выход которого соединен с первым входом модул тора , вторым входом подключенного к третьему входу имитатора сигналов воздействи  и к выходу генератора шума, а выход модул тора св зан через узел управлени  параметрами состо ни  объекта тренажа со вторыми входами дополнительного блока моделировани  объекта тренажа и дополн й- , тельного вычислительного блока.

Description

Изобретение относитс  к эргономТГ ке, в частности к устройствам обучени  операторов, выполн ющих функции прин ти  решени  и слежени . Известно устройство обучени  операторов , содержащее блок моделировани  объекта тренажа, два первых входа которого через имитатор сигналов воздействи  соединены с соответствующими выходами программного блока, генератор шума, соединенный с одним .из входов имитатора сигналов воз1действи , вычислительный блок, первый вход которого электрически св зан с первым выходом блока моделировани  объекта тренажа и с первым входом индикатора, второй вход подсоединен к одному из выходов блока ручного управлени , а выход вычислительного блока через узел сравнени  соединен с первым входом блока регистрации и отображени  информации контрол , узел эталонных импульсных переходных функций, соединенный с одним из входов узла сравнени , формирователь сигналов, первый вход которого через блок ручного управлени  подключен к третьему входу блока моделировани  объекта, тренажа, второй вход подсоединен ко второму входу индикатора и второму выходу блока моделировани  объекта тренажа, а выход формировател  сигналов через блок сравнени  соединен со вторым .входом блока регистрации и отображени  информации контрол , причем третий выход программного блока подключен ко второму входу блока сравнени . Однако в известном устройстве не предусмотрен текущий объективный кон роль величины неполноты информации о состо нии объекта тренажа, котора  возникает в контуре автоматизированной системы управлени  объектом в случае отказа каких-либо Функциональ ных узлов, блоков и подсистем объекта управлени  в услови х воздействую щих факторов среды на систему оператор - устройство обучени , вследстви чего снижаетс  эффективность тренажа Цель изобретени  - повышение эффективности тренажа путем введени  текущего объективного контрол  величины негГолноты информации, возникающей в контуре автоматизированной сис темы управлени  объектом в услови х воздействующих факторов среды и при отказах каких-либо функциональных уз лов, блоков или подсистем объекта управлени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство обучени  операторов систем управлени , содержащее блок регистрации и контрол , блок моделировани  объекта тренажа, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами имитатора сигналов воздействи ,первым вхо-. |дом соединенного с первым выходом программного блока, вторым выходом св занного с первым входом блока сравнени , вторым входом соединенного с выходом (Формировател , первый вход которого св зан с первым входом индикатора , вторым входом св занного с первым выходом блока моделировани  объекта тренажа и с первым входом вычислительного блока, вторым входом подключенного к выходу блока ручного управлени , первый вход которого соединен с третьим входом блока моделировани  объекта тренажа, второй выход блока ручного управлени  соединен со вторым входом формировател , а узел эталонных импульсных переходных функций соединен с первым входом узла сравнени  имеет дополнительный блок моделировани  объекта тренажа, узел управлени  параметрами состо ний объекта тренажа, модул тор, дополнительный вычислительный блок и коммутатор, первым входом соединенный с выходом вычислительного блока, выход коммутатора соединен со вторым входом узла .сравнени , выходом св занного с первым входом блока регистрации и контрол , вторым входом св занного с выходом блока сравнени , при этом третий выход программного блока соединен со вторым входом коммутатора, третьим входом св занного с выходом дополнительного вычислительного блока, первым входом соединенного с выходом дополнительного блока моделировани  объекта тренажа, первым входом соединенна  со вторым выходом имитатора сигнала воздействи , вторым входом св занного с четвертым выходом програлчмного блока, первый выход которого соединен с первым входом модул тора , вторым входом подключенного к третьему входу имитатора сигналов воздействи  и к выходу генератора шума, а выход модул тора св зан через узел управлени  параметрами состо ни  объекта тренажа со вторыми входами дополнительного блока моделировани  объекта тренажа и дополнительного вычислительного блока. На фиг.1 приведено устройство обучени , блок-схема; на фиг.2 - узел управлени  параметрами состо ни  объекта тренажа, блок-схема. Устройство обучени  операторов содержит блок 1 моделировани  объекта тренажа, вычислительный блок 2, . блок 3 ручного управлени , индикатор 4, генератор 5 шума, узел б сравнени , узел 7 эталонных импульсных переходных , формирователь 8 сигналов, имитатор 9 сигналов воздействи  блок 10 регистрации и контрол , блок 11 сравнени , программный блок 12, дополнительный блок 13 моделировани  объекта тренажа, узел 14 управлени  параметрами состо ни  , объекта тренажа, коммутатор 15, модул тор 16, дрполнительный вычислительный блок i, при этом блок 1 моделировани  объекта тренажа первым и вторым входами соединен с первым и вторым выходами имитатора 9 сигналов воздействи , первым входом соединенного с первым в лходом программного блока 12, вторым выходом св занного с первым входом блока 11 сравнени , вторым входом соединенного с выходом формировател  8, первый входкоторого св зан с первым входом индикатора 4, вторым входом св занного с первым выходом блока 1 моделировани  объекта тренажа и с первым входом вычислительного блока 2, вторым входом подключенного к выходу блока 3 ручного управлени , первый выход которого соединен с третьим входом блока 1 моделировани  объекта тренажа, второй выход блока 3 ручного управлени  соединен со вторым входом формировател  8, а узел эталонных импульсных переходных Лункций 7 соединен с первым входом узла б сравнени , а коммутатор 15 первым входом соединен с выходом вычислительного блока 2, выход коммутатора 15 соединен со вторым входом узла сравнени  б, выходом св занного с первым входом блока регистрации и контрол  10, вторым входом св занного с выходом блока 11 сравнени , при этом третий выход nporpat-iMHoro блока 12 соединен со. вторым входом коммутатора 15, третьим входом св занного с выходом дополнительного вычислительного блока 17, первым входом соединенного с выходом дополнительного блока 13 .мо-, делировани  объекта тренажа, первым входом соединенного со вторым выходом имитатора 9 сигналов воздействи , вторым входом св занного с четвертым выходом программного блока 12, первый выход которого соединен с первым входом модул тора 16, вторым входом подключённого к третьему входу имитатора 9 сигналов воздействи  и к выходу генератора шума 5, а выход модул тора 16 св зан через узел 14 управлени  параметрами состо ни  объекта тренажа со вторыми входами дополнительного блока 13 моделировани  объекта тренажа и дополнительного вычислительного блока 17.

После включени  устройство обучени  операторов работает следующим образом .

Дл  совершенствовани  и контрол  характеристик де тельности оператора , управлАющие действи  которого совершаютс  в соответствии положени  инструкции, в программный блок 12 введена соответствующа -программа де тельности операторов, представл юща  собой матрицу позиционных двоичных кодов.

Кажда  строка матрицы соответствует программе отработки оператором той или иной ситуации в зависимости от имитируемой задачи. Каждый разр д строки соответствует номеру органа ручного управлени  блока f.

Значение 1 приписываетс  разр ду в случае задействовани  по прог0 рамме в определенные моменты времени соответствующего органа управлени  блока 4, а значение О - в случае его незадействовани .

Кодовые сигналы с выхода программного блока 12 поступают на первый

5 вход имитатора 9 сигналов воздействи , где они дешифрируютс , и с его первого выхода подаютс  на один из входов блока 1 моделировани  объекта тренажа. Последний выраба0 тывает сигналы реакции, поступающие с его второго выхода на второй вход формировател  8 сигналов и второй вход индикатора 4, где и предъ вл ютс  оператору путем отображени  и

5 сигнализации.

Оператор в соответствии с полученной информацией на индикаторе 4 воздействует на органы ручного управлени  блока 3, который вырабаты0 вает сигналы управл ющих воздействий поступающих на третий вход блока 1 моделировани  объекта тренажа и на первый вход формировател  8 сигналов , В формирователе 8 сигналов про5 изводитс  преобразование поступивших сигналов по амплитуде и длительности с целью согласовани  режимов работы устройства в целом. Сформированный сигнал с выхода формировател  8 сигналов подаетс  на Первый

0 вход блока 11 сравнени , на другой вход которого подаютс  эталонные сигналы с третьего выхода -п.рограммного блока 12. В блоке 11 сравнени  поступившие сигналы сравниваютс  по ам5 плитуде и длительности. .При несравнении указанных сигналов сигналы отклонени  с выхода блока 11 подаютс  на один из входов блока 10 регистрации и отображени  информации контро0 л  дл  документировани  снпибочных действий оператора и их визуализации на табло блока 10«

Дл  совершенствовани  и контрол  характеристик эвристической де тель5 ности оператора в программный блок 12 введена- соответствующа  программа де тельности операторов,котора  включает две подпрограммы. Перва  подпрограмма блока 12 предназначена дл  ге0 нерации условий в состо нии объекта тренажа,втора  подпрограмма вносит изменени  в начальные услови  состо ни  объекта тренажа,параметры сигнала которой соответствуют тому или иному состо нию объекта тренажа (блока 1),

5 когда в нем. произошел откаЭ какоголибо функционального узла,блокаили подсистемы. Сигналы эвристической де тельнос ти оператора со второго выхода прог раммного блока 12 поступают на вторые входы модул тора 16 и имитатор сигналов воздействи . В последнем поступивший сигнал модулируетс  сиг налом, поданным на третий вход имитатора 9 с выхода генератора 5 шума (сигналы генератора 5 шума имитируют воздействующие факторы среды). Промодулированный сигнал со второго выхода имитатора 9 сигналов воздействи  поступает на один из входов блока 1 моделировани  объекта трена жа, который вырабатывает сигналы ре акции на поступивший сигнал. Сигналы реакции с первого выхода блока 1 моделировани  объекта тренажа подаютс  на первые входы вычислительного блока 2 и индикатора 4. Оператор в соответствии с полу .ченной информацией на индикаторе .4 воздействует на органы ручного упра лёйи  блока 3, который в свою очередь , вырабатывает сигналы управл ю щих воздействий, поступающие с его выходов на третий вход блока 1 моде лировани  объекта тренажа и на второй вход вычислительного блока 2. Поступившие сигналы с индикатора 4 и блока 3 ручного управлени  на входы вычислительного блока 2  вл ютс  основой дл  определени  те кущего состо ни  управл ющих действий оператора, которое в вычислительном блоке 2 оцениваетс  по следующему аналитическому выражению g( L ) и (t) v(t - -г) , где g ( L ) - импульсна  переходна  функци , усредненна  п времени и характеризую ща  текущее состо ние управл ющих действий конкретного оператора U(t) - сигналы реакции оператора на стимульные сиг налы, снимаемые с выхо да блока 3 ручного управлени  J v(t - С ) - стимульные сигналы,вын симые rfa индикатор 4, . I) - временные задержки. Сигнал р(о), представл ющий собой усредненное по времени произвед ние стимульных сигналов v(t-) и си налов u(t) реакции оператора, с вы хола вычислительного блока 2 поступает через коммутатор 15 на первый вход узла 6 сравнени , на другой вход которого подаетс  эталонный си нал ) С выхода узла 7 эталонных импульсных переходных функций, равный g,( г ) . ) v(t - iM, где } - импульсна  переходна  функци , усредненна  по времени и характеризующа  состо ние управл ющих действий эталонного оператора/ U ( С ) - сигналы реакции эталонI ного оператора; v(t - . } - сигналы, выносимые- на индикатор 4. Поступившие сигналы g,(C) и g(5) на входы узла 6 в нем сравниваютс  по величине и сигнал разности, равный -«,(), с выхода узла 6 сравнени  подводитс  на один из входов блока 10 регистрации и отображени  информации контрол  дл  документировани  и представлени  ее в визуальном виде. Фиксаци ,величины неполноты информации , возникающей в контуре автоматической системы управлени  объектом тренажа при программном введении отказов каких-либо функцио-г нальных узлов, блоков или подсистем в услови х воздействующих факторов среды на систему оператор - устройство обучени , в предложенном устройстве осуществл етс  следующим обра3 ом. Сигналы эвристической де тельности оператора, генерируемые программным блоком 12. с его второго выхода одновременно подаютс  на вторые входы имитатора 9 сигналов воздействи  и на модул тор 16. На первый вход последнего с выхода генератора 5 шума поступает сигнал, имити1 ,рующий воздействующие факторы среды. Промодулированный сигнал с выхода модул тора 16 передаетс  на вход узла 14 управлени  параметрами состо ни  объекта тренажа. Блок-схема узла 14 управлени  параметрами состо ни  объекта тренажа содержит аналого-цифровой преобразователь 19 и полупроводниковый шунт 18. Аналоговые сигналы, поступившие на вход узла 14, преобразуютс  ана Лого-цифровым преобразователем 19 ;В сигналы, имеющие вид двоичной псевдослучайной последовательности и поступающие через полупроводниковый шунт 18 на один из входов дополнительного блока 13 моделировани  объекта тренажа, на другой вход которого подаютс  сигналы с выхода имитатора 9 сигналов воздействи  и задающие то или иное состо ние объекта тленажа- (.блок 13), измен емое синалами , поступающими с выхода полупроводникового шунта 18, по закону двоичной псевдослучайной последовательности . Сигналы реакции блока 13 моделировани  объекта тренажа с его выхода поступают на второй вход дополнительного вычислительного блока 17, на первый вход которого подаютс  сигналы с выхода узла 14 управлени  параметрами объекта трена са .

Сигналы, поступившие с выходов дополнительного блока 13 моделировани  объекта тренажа и узла 14 управлени  параметрами состо ни  объекта тренажа на входы дополнительного вычислительного блока 17,  вл ютс  основой;- дл  определени  текущего состо ни  дополнительного блока 13 моделировани  объекта тренажа, которое в блоке 17 оцениваетс  по следующему аналитическому вмражению

) (t) Y(t -С-), где h (С) - импульсна  переходна 

СО

функци , усредненна  п времени и характеризующа  текущее состо ние объектатренажа (блока 13),

Х (t) - сигналы реакции блока 13 моделировани  объекта тренажа,

VH - L ) - сигналы двоичной псевдослучайной последовательности на выходе узл ла 14,

временные задержки. Алгоритм вычислени  дополнительного блока 17 аналогичен алгоритму вычислени  блока 2.

Сигнал ) с выхода дополнительного вычислительного блока 17 поступает на вход коммутатора 15, на другой вход которого подаетс  сигнал с выхода программного блока 12 дл  соответствующего переключени  цепей в коммутаторе 15. Далее сигнал h(() с выхода коммутатора 15

подводитс  на второй вход узла б сравнени . На первый вход последнего подаетс  эталонный сигнал h, (О ) с выхода узла 7 эталонных импульсных переходных Функций, равный

h,(C) X(t) Y(t - ),

где h (С ) - импульсна  переходна 

функци , усредненна  по

0 времени и характеризующа  начальное (невозмущенпое ) состо ние объекта (блок 13),

x(t) - сигналы на выходе имитатора 9 сигналов воздей5 стви , генерируемые блоком 12 в соответствии первой подпрограммы и без учета сигналов, вырабатываемых генератором 5 шу0 ма.

Y(t - С ) - сигналы реакции блока 13 моделировани  объекта тренажа на сигнал X(t).

,. Поступившие сигналы h ({) и ) ,на входы узла 6 в нем сравниваютс . Сигнал разности A.h(C), равный

h() - h,.

(- ).

дьсг )

с выхода узла 6 сравнени  поступает на один из входов блока 10 регистрации и отображени  информации контрол  дл  регистрации и представлени  в визуальном вице величины д.ь( ) неполноты информации, возникаюодей в процессе введени  отказов каких-либо

фУНКЦИОНгиЛЬНЫХ узлов , блоков или ПОД

систем в услови х воздействующих факторов среды.

Изобретение позвол ет объективно и кбличественно контролировать величину неполноты информации в контуре автоматизированной системы управлени , что позвол ет дозировать психофизиологические нагрузки обучаемых операторов, и, как следствие - обеспечивает существенное повышение эфлективности процесса обучени .

Фиг. 1

Фие Z

Claims (1)

1. (56) 1.Авторское свидетельство СССР №.259136, кл. G 09 В 9/00, 1982. 154) УСТРОЙСТВО ОБУЧЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее . блок регистрации и контроля, блок моделирования объекта тренажа, первый и второй входы которого соединены, с первым и вторым выходами имитатора сигналов воздействия, первым входом соединенного с первым выходом программного блока, вторым выходом связанного с первым входом блока сравнения, вторым входом соединенного *с выходом Формирователя,первый вход которого связан с первым входом индикатора,вторым входом связанного с первым выходом блока моделирования объекта тренажа и с первым входом вычислительного блока, вторым входом подключенного к выходу блока ручного управления, первый вход которого соединен с третьим входом блока моделирования объекта тренажа, второй выход блока ручного управления соединен со вторым входом формирователя, а узел эталонных импульсных переходных функций соединен с первым входом /зла сравнения, отличаюшее с я тем, что, с целью повышения эффективности тренажа, оно имеет дополнительный блок моделирования объекта тренажа, узел управления параметрами состояния объекта тренажа, модулятор, дополнительный вычислительный блок и коммутатор, первым входом соединенный с выходом вычислительного блока,выход коммутатора соединен.со вторым входом узла сравнения , выходом связанного с первым входом блока регистрации и контроля,· вторым входом связанного с выходом блока сравнения, при этом третий выход программного блока соединен со вторым входом коммутатора, третьим входом связанного с выходом дополни- J тельного вычислительного блока, пер- ΐ вым входом соединенного с выходом до-, полнительного блока моделирования 1 объекта тренажа, первым входом сое- I диненного со вторым выходом имитато- | ра сигнала воздействия, вторым вхо- S дом связанного с четвертым выходом ** программного блока, первый выход которого соединен с первым входом модулятора, вторым входом подключенно-^! го к третьему входу имитатора сигналов воздействия и к выходу генератора шума, а выход модулятора связан через узел управления параметрами состояния объекта тренажа со вторыми

   Ρ69ΙΖΠ входами дополнительного блока модели•ров’ания объекта тренажа и дополни- ,, тельного вычислительного блока.